天线是卫星中必不可少的设备，负责卫星的信号输入和输出。天线的反射面主要作用是进行电磁波的反射，其型面精度和位置精度对信号反射的准确度和强度有很大的影响。基于保证天线反射面的型面精度和位置精度要求，本文主要进行天线反射面背架结构设计和天线反射面撑架结构优化设计。在进行天线反射面撑架结构优化设计时，创新性的综合运用了立体拓扑优化和片状拓扑优化相结合的拓扑优化方法，对于航空零件的结构优化设计具有重要的理论意义和实际应用价值。本论文主要完成了以下几个方面的内容：（1）阐述了课题背景、研究意义以及主要研究方法，在阅读大量国内外参考文献的基础上，对现阶段常见的抛物反射面天线进行了系统地归纳分类和简单地介绍，概述本文主要用到的优化设计方法——拓扑优化设计的研究背景及国内外发展现状。（2）概述星载天线结构设计要求以及天线面的技术要求，归纳常见抛物反射面的形式，阐述抛物反射面的基本原理及偏馈天线圆锥扫描形成过程；根据所给的已知条件，进行反射面参数计算，并结合地面样机天线反射面及背架的形式，依据得到的参数建立天线反射面及背架的三维几何模型（共三种方案）；综合考虑天线反射面及其撑架的结构类型及材料、连接性能要求和各种连接方式的适用范围等因素，确定天线反射面与其撑架的连接方式。（3）介绍有限元分析方法的基本思想和有限元软件ANSYS各个模块及其简要功能；对上述三种天线反射面及背架设计方案得到的模型进行有限元静力和模态分析，对比各个天线设计方案中的天线反射面模型在静力分析下的变形和在模态下的基频以及天线反射面本身的质量，从而确定最优设计方案。（4）本文利用基于变密度法优化方法HyperWorks软件对天线反射面撑架进行结构优化设计。通过拓扑优化，确定天线反射面撑架的材料分布区域；然后运用尺寸优化，进行模型的轻量化设计，得到质量小且性能满足要求的天线反射面撑架模型。针对反射面背架最优结构设计方案和撑架轻量化模型的装配部件，进行有限元模态分析。仿真分析表明，本文中所设计的天线反射面背架和撑架结构及装配部件满足技术要求，验证了设计的合理性。